(57)【要約】【課題】真空ラミネートの際にレジストの盛り上がりを減少させること。【解決手段】基板１０１を真空ラミネートする際に用いる絶縁膜形成用治具１０２であって、基板１０１の外周の形状に対応して形成された基板１０１を収容する収容部を有し、収容部の内周壁面１２２は、基板１０１の外周壁面１０１ａとの間に所定の隙間１０３を有して形成され、絶縁膜形成用治具１０２の内周壁面１２２の厚みを、基板１０１の外周壁面１０１ａの厚みよりも厚くする。【選択図】        図１−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を真空ラミネートする際に用いる絶縁膜形成用治具であって、
前記基板の外周の形状に対応して形成された前記基板を収容する収容部を有し、
前記収容部の内周壁面は、前記基板の外周壁面との間に所定の隙間を有して形成されることを特徴とする絶縁膜形成用治具。
【請求項２】
前記絶縁膜形成用治具の前記内周壁面の厚みは、前記基板の外周壁面の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜形成用治具。
【請求項３】
前記絶縁膜形成用治具の前記内周壁面の厚みと前記基板の外周壁面の厚みの差が４０〜２１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁膜形成用治具。
【請求項４】
前記絶縁膜形成用治具の前記内周壁面と前記基板の外周壁面の隙間が０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁膜形成用治具。
【請求項５】
基板に絶縁膜を形成する絶縁膜形成方法において、
前記基板の外周壁面に沿って前記基板を収容する絶縁膜形成用治具を設置する設置工程と、
前記設置工程によって設置された前記絶縁膜形成用治具と、前記基板とを真空ラミネートするラミネート工程と、
を含むことを特徴とする絶縁膜形成方法。
【請求項６】
前記設置工程は、
前記絶縁膜形成用治具を、当該絶縁膜形成用治具の内周壁面と、基板の外周壁面との間に所定の隙間を有するように設置することを特徴とする請求項５に記載の絶縁膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を真空ラミネートする際に用いる絶縁膜形成用治具および絶縁膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板上に半導体素子が形成された半導体装置、電子部品、あるいは絶縁体基板上にコイルやコンデンサーなどの受動素子、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの半導体素子を実装した電子部品を保護するため、半導体素子表面あるいは絶縁基板に実装された素子をフィルム状の絶縁性有機材料（ドライフィルムレジスト）にて覆って保護する場合が多い。また、半導体基板表面には半導体素子の形成に伴う凹凸が存在し、厚みが数十μｍ以上の素子が配置された絶縁体基板上もそれらが立体構造を形成している。そのため、通常のラミネート方法では、内部に空気が入り込んでしまう。
【０００３】
そこで、空気の流入を防止する技術として、半導体基板あるいは絶縁体基板上に保護膜となるフィルム上の絶縁性有機材料（ドライフィルムレジスト）をラミネートする方法の一種として、真空ラミネータが知られている。この真空ラミネータは、真空引きによって内部に真空雰囲気を形成することができるチャンバを備えている。
【０００４】
また、圧力を調整することによってチャンバ内に膨張する加熱可能な膜体を備えており、チャンバに収容できる基板とドライフィルムレジストとを一組ずつ導入してから真空引きをして膨張した膜体をドライフィルムレジストに圧着させる。
【０００５】
また、真空中で基板上に合成樹皮膜を作成する技術として、強磁性を有する可撓性フィルムまたは強磁性金属膜板で作成したマスクを、基板の裏面に設けた電磁石により、基板面に密着させながら蒸発源吹き出し口より合成樹脂モノマーを重合させ、合成樹脂パターンを形成する技術が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【０００６】
また、導電性無機物層−絶縁層−導電性無機物層からなる積層体、または導電性無機物層−絶縁層からなる積層体にドライフィルムをラミネートしてウェットエッチングにより電子部品を製造する技術が知られている（たとえば、下記特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−５１７２９号公報
【特許文献２】特開２００３−６９１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術では、基板の外周部にレジスト材料が集中してしまい、レジストの平坦部よりも１０μｍ以上の盛り上がりが生じてしまう。このレジストが盛り上がった部分の素子は、絶縁膜が厚いため規格外となってしまう。そのため、この外周部の盛り上がりによって、不良素子の数が増加してしまうという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、真空ラミネートする際に、レジストの盛り上がりを減少させることができる絶縁膜形成用治具および絶縁膜形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる絶縁膜形成用治具は、基板を真空ラミネートする際に用いる絶縁膜形成用治具であって、前記基板の外周の形状に対応して形成された前記基板を収容する収容部を有し、前記収容部の内周壁面は、前記基板の外周壁面との間に所定の隙間を有して形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明にかかる絶縁膜形成用治具は、請求項１に記載の発明において、
前記絶縁膜形成用治具の前記内周壁面の厚みは、前記基板の外周壁面の厚みよりも厚いことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明にかかる絶縁膜形成用治具は、請求項１または２に記載の発明において、前記絶縁膜形成用治具の前記内周壁面の厚みと前記基板の外周壁面の厚みの差が４０〜２１０μｍの範囲であることを特徴とする。請求項４の発明にかかる絶縁膜形成用治具は、請求項１または２に記載の発明において、前記絶縁膜形成用治具の前記内周壁面と前記基板の外周壁面の隙間が０．８ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項５の発明にかかる絶縁膜形成方法は、基板に絶縁膜を形成する絶縁膜形成方法において、前記基板の外周壁面に沿って前記基板を収容する絶縁膜形成用治具を設置する設置工程と、前記設置工程によって設置された前記絶縁膜形成用治具と、前記基板とを真空ラミネートするラミネート工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明にかかる絶縁膜形成方法は、請求項５に記載の発明において、前記設置工程は、前記絶縁膜形成用治具を、当該絶縁膜形成用治具の内周壁面と、基板の外周壁面との間に所定の隙間を有するように設置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる絶縁膜形成用治具および絶縁膜形成方法によれば、基板外周部に生じるレジストの盛り上がりを減少させることができる。そのため、外周部の不良素子数が減少し、良品率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる絶縁膜形成用治具および絶縁膜形成方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態）
（絶縁膜形成用治具の構成について）
まず、この発明の実施の形態にかかる絶縁膜形成用治具と基板について説明する。図１−１は、この発明の実施の形態にかかる絶縁膜形成用治具を示す平面図である。図１−１において、基板１０１は略円形のシリコン基板である。このシリコン基板１０１は外周の一部に直線状の指標部１１０を有している。また、治具１０２は略円環状に形成された円環部１２０を有している。この円環部１２０は、所定径を有する外周壁面１２１と内周壁面１２２を有している。
【００１８】
図１−２は、図１−１の側断面図である。図１−２において、内周壁面１２２の内径Ｌ１は、シリコン基板１０１の外径Ｌ２よりやや大きい径となるように形成されている。また、シリコン基板１０１の外周壁面１０１ａの高さはＨ１であり、治具１０２の円環部１２０の内周壁面１２２の高さはＨ２である。また、シリコン基板１０１を治具１０２に収容したときに、シリコン基板１０１と治具１０２の間にはＬ３の幅の隙間１０３が形成される。
【００１９】
ここで、治具１０２の内周壁面１２２の高さＨ２は、シリコン基板１０１の外周壁面１０１ａの高さＨ１よりも高く（Ｈ１＜Ｈ２）形成されている。以下では、シリコン基板１０１の外周壁面の高さＨ１および治具１０２の内周壁面１２２の高さＨ２を「厚み」という。
【００２０】
（絶縁膜形成方法について）
つぎに、この発明の実施の形態にかかる治具１０２を用いた絶縁膜形成方法について説明する。図２は、治具を用いた絶縁膜形成方法の一例を示す説明図である。図２において、シリコン基板１０１と治具１０２の上にドライフィルムレジスト２０１を載せてシリコンラバー（不図示）上に設置する。
【００２１】
また、ドライフィルムレジスト２０１は、シリコン基板１０１の外周壁面１０１ａの径よりも大きいものを用いる。なお、通常は、ドライフィルムレジスト２０１がシリコンラバーに付くのを防止するために、シリコンラバーとシリコン基板１０１の間にはＰＥＴフィルム２０２を置く。
【００２２】
つぎに、この実施の形態にかかる絶縁膜形成方法の処理手順について説明する。図３は、この発明の実施の形態にかかる絶縁膜形成方法の処理手順の一部を示すフローチャートである。
【００２３】
図３のフローチャートにおいて、まず、シリコン基板１０１上に電子回路等の素子を形成する（ステップＳ３０１）。つぎに、シリコン基板１０１の周囲に治具１０２を設置し（ステップＳ３０２）、シリコン基板１０１を真空ラミネートする（ステップＳ３０３）。つぎに、シリコン基板１０１を露光して（ステップＳ３０４）、パターンを現像する（ステップＳ３０５）。そして、ポストベークをして（ステップＳ３０６）、一連の処理を終了する。このように真空ラミネートは、シリコン基板１０１を治具１０２に収容した状態でおこなわれる。また、シリコン基板１０１の収容に際しては、Ｌ３が一定となるようにシリコン基板１０１を設置することが望ましい。
【００２４】
上述した例では、シリコン基板１０１が円形の場合について説明したが、シリコン基板１０１の形は円形に限らない。治具１０２は、内径（幅）が基板の外径（幅）よりも大きくなっており、これにより、治具１０２とシリコン基板１０１の間に隙間１０３が形成されれば他の形であってもよい。
【実施例１】
【００２５】
つぎに、この発明の絶縁膜形成方法によって形成したドライフィルムレジスト（以下、「レジスト」という。）の盛り上がりの測定結果を示す。実験例１として、シリコン基板１０１より厚い治具１０２を用いて、シリコン基板１０１と治具１０２の平均的な段差（厚みの差Ｌ４を４５〜２１０μｍとした。また、シリコン基板１０１と治具１０２の平均的な隙間１０３は０．２５ｍｍとした。シリコン基板１０１には直径１００ｍｍのシリコンウエハを用い、治具１０２の内径を１００．５ｍｍとした。
【００２６】
真空ラミネート装置は、ニチゴーモートン製のダイヤフラム式を用いた。また、真空ラミネート条件は、温度１００℃、圧力０．４ＭＰａ、加圧時間２０秒とした。また、実験例１と比較するために比較例（１〜４）として治具１０２とシリコン基板１０１の厚みの差を変えて盛り上がり量の測定をおこなった。
【００２７】
具体的には、真空ラミネートをする際に、治具１０２を用いずに作成したサンプルを比較例１とする。また、シリコン基板１０１と治具１０２の厚みの差Ｌ４を２８５μｍ（基板＜治具）にして作成したサンプルを比較例２とする。そして、シリコン基板１０１と治具１０２の厚みの差Ｌ４を４４５μｍ（基板＜治具）として作成したサンプルを比較例３とする。さらに、シリコン基板１０１よりも治具１０２を薄くして、厚みの差Ｌ４を１１５μｍ（基板＞治具）として作成したサンプルを比較例４とする。
【００２８】
以上のようにシリコン基板１０１と治具１０２との厚みの差Ｌ４を変えて、実験例１と同様の条件で真空ラミネートをおこない、レジストの盛り上がりを測定した。レジストの盛り上がりは、触針式段差計を用いて測定をおこなった。
【００２９】
（測定結果１）
つぎに、測定結果について説明する。図４は、治具と基板の段差と、レジストの盛り上がり量の関係について示したグラフである。図４において、縦軸が「盛り上がり量（μｍ）」、横軸が「基板と治具との段差（μｍ）」を示している。また、横軸の「基板と治具との段差（μｍ）」の値が負値になっている場合は、治具１０２の方が厚いことを示す。以下では、治具１０２がシリコン基板１０１よりも厚い場合には負値とし、またシリコン基板１０１が治具１０２よりも厚い場合には正値とする。また、縦軸の「盛り上がり量（μｍ）」の値が負値になっている場合は、レジストにへこみが生じた場合の値を示す。
【００３０】
上述したように、実験例１および比較例１〜４の各サンプルについての測定結果をプロットした。なお、実験例１および各比較例１〜４について同様のサンプルを複数作成し、各サンプルについてレジストの盛り上がり量の測定をおこなった。
【００３１】
まず、実験例１の結果について説明する。実験例１の結果を符号４０１内に示す。実験例１では、段差を−４５μｍ、−１２５μｍ、−２１０μｍとして測定をおこなった。段差が−４５μｍの場合には、レジストの平坦面からの盛り上がり量は３μｍ以下となった。また、段差が−１２５μｍ、−２１０μｍの場合には、レジストの平坦面からの盛り上がり（以下「盛り上がり」という。）は見られなかった。
【００３２】
つぎに、比較例１〜４について説明する。比較例１（治具なし）では、図示は省略するが、レジスト平坦面からの盛り上がり量は、大きいもので１１μｍ程度であった。また、比較例２（−２８５μｍ）の結果を符号４０２内に示す。比較例２では、レジストの盛り上がりは生じなかった。また、比較例３（−４４５μｍ）の結果を符号４０３内に示す。比較例３では、盛り上がりは生じなかったが、逆にへこみが生じた。へこみの値は、ばらついており、約４μｍから大きいもので８μｍ程度のへこみが生じた。また、比較例４（＋１１５μｍ）の結果を符号４０４に示す。比較例４では、レジスト平坦面からの盛り上がり量は大きいもので８μｍ程度であった。
【００３３】
また、基板１０１に絶縁膜を形成した場合に、レジストの盛り上がり量以外に、シリコン基板１０１の外周部に規格外となってしまう領域が、どの程度存在するかが重要となる。この規格外となる領域を示す指標として、レジストの平坦面に対するレジストの盛り上がり量が±３μｍ下がる位置から基板端までの距離を用いた。
【００３４】
図５は、レジストの規格外となる領域の一例を示す説明図（その１）である。図５において、レジスト表面５０１を太線で示す。また、レジスト表面５０１のうち、レジストの平坦面の高さを点線５０２で示す。また、ｈ１はレジストの平坦面からレジストが最も盛り上がった位置を示している。具体的には、点線５０２と点線５０３の間の長さである。
【００３５】
また、ｈ２は、レジストの平坦面から３μｍ高い位置を示している。具体的には、点線５０２と点線５０４の長さを示す。また、ｈ３は、レジストの平坦面から３μｍ低い位置を示している。具体的には、点線５０２と点線５０５の長さである。
【００３６】
また、ｗ１は、基板端５０６と、レジスト表面５０１が３μｍ下がる位置５０７までの距離を示している。具体的には、基板端５０６と点線５０８の長さである。また、ｗ２は、基板端５０６と、レジスト表面５０１が３μｍ上がる位置５０９までの距離を示している。具体的には、たとえば、基板端５０６と点線５１０との長さである。
【００３７】
図５に示したように、レジストの盛り上がりが生じる場合にも、シリコン基板１０１の外周部にはレジストの平坦面よりも低くなる部分が生じる。このような場合には、基板端５０６からレジスト表面５０１がレジストの平坦面よりも３μｍ上がる位置までが、規格外となる。具体的には、たとえば、図５においてｗ２の基板端５０６から点線５１０の領域が規格外である。
【００３８】
図６は、レジストの規格外となる領域の一例を示す説明図（その２）である。図６において、レジスト表面５０１を太線で示す。図に示すように、レジストの盛り上がりが生じない場合でも、シリコン基板１０１の外周部にはレジストが急激に薄くなる部分が生じる。また、レジスト表面５０１のうち、レジストの平坦面の高さを点線６０１で示す。
【００３９】
点線６０２は、点線６０１から３μｍ低い位置を示す。そのためｈ４は３μｍである。また、ｗ３は、基板端５０６と、レジストの平坦面からレジスト表面５０１が３μｍ下がる位置６０３までの距離を示している。具体的には、基板端５０６と点線６０４との長さである。上述したように、ｗ３に示す基板端５０６から点線６０４が規格外の領域となる。
【００４０】
（測定結果２）
図７は、基板と治具の段差と、レジストの盛り上がり量が基板端から±３μｍになるまでの関係について示したグラフである。図７において、縦軸が「基板端から盛り上がり量が±３μｍになるまでの距離（ｍｍ）」、横軸が「基板と治具との段差（μｍ）」を示している。
【００４１】
また、横軸の正負の関係については、図４と同様のため説明を省略する。また、基板端５０６から３μｍ下がる位置までの距離（−３μｍ）を菱形でプロットし、基板端５０６から３μｍ上がる位置までの距離（＋３μｍ）を四角でプロットする。
【００４２】
図７において、符号７０１は実験例１の結果を示す。また、符号７０２は比較例２、符号７０３は比較例３、符号７０４は比較例４の結果を示す。図に示すように、治具１０２がシリコン基板１０１よりも厚い場合、シリコン基板１０１と治具１０２の段差の値の絶対値が大きくなるにしたがって、基板端５０６から±３μｍになるまでの距離が大きくなっている。また、符号７０２に示す比較例２では、図４に示したように盛り上がりは生じなかったが、基板端５０６から３μｍ下がるまでの距離が大きいもので６ｍｍ程度と大きくなった。
【００４３】
また、符号７０３に示す比較例３では、基板端５０６から３μｍ下がるまでの距離が６ｍｍ以上となった。また、符号７０４に示す比較例４では、基板端５０６から３μｍ上がるまでの距離が６ｍｍ以上と大きくなった。また、比較例４では、菱形と四角の双方がプロットされている。これは、レジストに盛り上がりが生じ、また、シリコン基板１０１の外周部ではレジストの平坦面よりも低くなる部分が生じたためである。
【００４４】
以上説明したように、真空ラミネートをする際に、シリコン基板１０１の周囲に治具１０２を設置することによって、レジストの盛り上がりを減少させることができる。また、治具１０２はシリコン基板１０１よりも厚いものを用いた方が効果的である。さらに、シリコン基板１０１と治具１０２の段差を４０〜２１０μｍの範囲とすることで、レジストの盛り上がりを３μｍ以下にすることができ、レジストの盛り上がりが基板端５０６から３μｍ下がるまでの距離を３．５ｍｍ以下とすることができる。
【実施例２】
【００４５】
つぎに、シリコン基板１０１と治具１０２間の平均的な隙間を変化させてサンプルの作成をおこなった。真空ラミネートの条件は、実験例１と同様の条件でおこなった。また、シリコン基板１０１よりも厚い治具１０２を用い、その段差を１２５μｍとした。
【００４６】
（測定結果１）
図８は、実験例２にかかる治具とシリコン基板の段差と、レジストの盛り上がり量の関係について示したグラフである。図８において、縦軸が「盛り上がり量（μｍ）」、横軸が「基板と治具の平均隙間（ｍｍ）」を示している。また、縦軸の正負の関係については、図４の場合と同様のため説明を省略する。
【００４７】
つぎに、実験例２の結果について説明する。符号８０１は平均隙間が０ｍｍの場合、符号８０２は平均隙間が約０．２５ｍｍの場合、符号８０３は平均隙間が約０．５ｍｍの場合、符号８０４は平均隙間が約０．７５ｍｍの場合の結果である。図に示すように、シリコン基板１０１と治具１０２間の平均隙間が０．５ｍｍ以下（符号８０１，８０２、８０３）では、レジストの盛り上がりは生じなかった。また、符号８０４に示すように、シリコン基板１０１と治具１０２間の平均隙間が０．７５ｍｍの場合には、盛り上がりが生じ、その値は大きいもので４μｍ程度であった。
【００４８】
（測定結果２）
図９は、実施例２にかかる基板と治具間の平均隙間と、レジストの盛り上がり量が基板端から±３μｍになるまでの関係について示したグラフである。図９において、縦軸が「基板端から盛り上がり量が±３μｍになるまでの距離（ｍｍ）」、横軸が「基板と治具の平均隙間（ｍｍ）」を示している。プロットについては、図７の場合と同様のため説明を省略する。
【００４９】
図９において、符号９０１は平均隙間が０ｍｍの場合、符号９０２は平均隙間が約０．２５ｍｍの場合、符号９０３は平均隙間が約０．５ｍｍの場合、符号９０４は平均隙間が約０．７５ｍｍの場合の結果である。図８で示したように、平均隙間が０．７５ｍｍの場合（符号８０４）には、盛り上がり量は４μｍとなったが、基板端５０６から±３μｍになるまでの距離は３．５ｍｍ以下（符号９０４）となった。以上示したように、シリコン基板１０１と治具１０２の平均隙間を０．８ｍｍ以下にすることによって、ドライフィルムレジスト２０１のシリコン基板１０１外周部の盛り上がり量を減少させることができる。
【００５０】
以上説明したように、絶縁膜形成用治具および絶縁膜形成方法によれば、真空ラミネートする際に、シリコン基板１０１の周囲に治具１０２を設置し、治具１０２をシリコン基板１０１の厚みより厚くすることにより、基板外周部に生じるレジストの盛り上がりを減少させることができる。
【００５１】
上述した実施の形態では、シリコン基板１０１上に保護膜としてドライフィルムレジスト２０１を真空ラミネートする方法を説明したが、シリコン基板１０１の代わりに絶縁体基板を用いてもよい。絶縁体基板を用いて、真空ラミネートにより絶縁膜を形成してもレジストの盛り上がりを減少させることができる。
【００５２】
また、半導体基板、絶縁体基板の形状についても、円形の形態について上述したが、形状は円形に限らず方形の基板についても適用可能である。方形の基板を用いる場合、方形の基板の外周より一回り大きく厚さの厚い治具を用いることにより同様にレジストの盛り上がりを減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかる絶縁膜形成用治具および絶縁膜形成方法は、半導体装置または電子部品の製造に有用であり、特に真空ラミネートによる絶縁膜形成装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１−１】この実施の形態にかかる絶縁膜形成用治具を示す平面図である。
【図１−２】図１−１の側断面図である。
【図２】治具を用いた絶縁膜形成方法の一例を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかる絶縁膜形成方法の処理手順の一部を示すフローチャートである。
【図４】治具と基板の段差と、レジストの盛り上がり量の関係について示したグラフである。
【図５】レジストの規格外となる領域の一例を示す説明図（その１）である。
【図６】レジストの規格外となる領域の一例を示す説明図（その２）である。
【図７】基板と治具の段差と、レジストの盛り上がり量が基板端から±３μｍになるまでの関係について示したグラフである。
【図８】実験例２にかかる治具とシリコン基板の段差と、レジストの盛り上がり量の関係について示したグラフである。
【図９】実施例２にかかる基板と治具間の平均隙間と、レジストの盛り上がり量が基板端から±３μｍになるまでの関係について示したグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  シリコン基板
１０１ａ  シリコン基板の外周壁面
１０２  治具
１０３  隙間
１２０  円環部
１２１  外周壁面
１２２  内周壁面
２０１  ドライフィルムレジスト
２０２  ＰＥＴフィルム
【図１−１】
2006269683.tif 000003
【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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